(57)【要約】【課題】磁気記録ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１絶縁層上に第１磁性体層と絶縁キャップ層とを順に積層する工程と、絶縁キャップ層上に所定幅のマスクパターンを形成し、第１絶縁層が露出されるまで第１磁性体層と絶縁キャップ層とをエッチングして台形の積層部を形成する工程と、第１絶縁層上に絶縁性材料を蒸着して台形の積層部の周辺を埋め込む第２絶縁層を形成する工程と、第２絶縁層上に第２磁性体層を形成する工程と、を含む磁気記録ヘッドの製造方法。【選択図】図４
2006269048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインポール及びリターンポールが備わった積層構造を備える磁気記録ヘッドにおいて、
前記積層構造は、
絶縁層内にその断面がほぼ台形をなして形成され、その短辺の内側に形成された第１磁性体部と長辺の内側に形成された絶縁キャップとを有する台形の積層部と、
前記台形の積層部と隣接して配置され、前記第１磁性体部と絶縁されるように形成された第２磁性体層と、を備えることを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記第２磁性体層は、前記台形の積層部の長辺の外側に前記絶縁キャップと接するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記第１磁性体部は、前記第２磁性体層より飽和磁束密度の高い磁性材料で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
メインポール及びリターンポールが備わった積層構造を備える磁気記録ヘッドの製造方法において、
第１絶縁層上に第１磁性体層と絶縁キャップ層とを順に積層する工程と、
前記絶縁キャップ層上に所定幅のマスクパターンを形成し、前記第１絶縁層が露出されるまで前記第１磁性体層と絶縁キャップ層とをエッチングして台形の積層部を形成する工程と、
前記第１絶縁層上に絶縁性材料を蒸着して台形の積層部の周辺を埋め込む第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層上に第２磁性体層を形成する工程と、を含むことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第１磁性体層と絶縁キャップ層とをエッチングする工程は、等方性エッチングによることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第１磁性体層は、前記第２磁性体層より飽和磁束密度の高い磁性材料で形成されることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記所定幅のマスクパターンは、感光膜パターンであって、フォトリソグラフィ工程によりパターニングされることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ヘッドに係り、詳細には台形のメインポールを持つ垂直磁気記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に磁気記録媒体は、ドメインの磁気分極が水平であるかまたは垂直であるかによって水平磁気記録媒体と垂直磁気記録媒体とに分けられるが、これらのうちデータ記録密度を高めるには垂直磁気記録媒体が適している。主にディスク形態として提供される磁気記録媒体にデータを記録する装置を、磁気記録ヘッドという。このような磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体に磁界を印加するメインポールと、印加された磁界を回帰させるリターンポールを備え、小型化のために薄膜の積層構造からなる。
【０００３】
磁気記録密度を高めるためには、ディスク型の磁気記録媒体のトラック幅を狭めねばならず、そのためにはメインポールの幅を縮めることが重要であるが、従来の磁気記録ヘッド積層構造では、その工程技術上の制約により前記メインポールの幅を縮めるには限界がある。
【０００４】
以下、図面を参照して従来の磁気記録ヘッド積層構造及びその製造方法を簡略に説明する。図１は、従来の台形のメインポールと記録媒体のトラック幅との関係を図示した略図である。磁気記録媒体の記録面と磁気記録ヘッドの終端部とを垂直方向からみた時、メインポール１０はほぼ台形である。台形のメインポール１０は、選択されたトラックにビットデータを記録する時、スキュー角Ｓが最大である場合にもその隣接トラックに影響を及ぼさないという長所を持つ。このように磁気記録ヘッドに台形のメインポール１０が備わった場合、そのトラック幅は台形の断面の長辺側に該当する前記メインポール１０の第１面１０ｂの幅によって決定される。すなわち、スキュー角Ｓが０゜である時の最大トラック幅Ｗ１は、前記台形のメインポール１０の第１面１０ｂの幅と同一である。ここで、前記台形の長辺側に該当する第１面１０ｂと短辺側に該当する第２面１０ａとは互いに平行する。
【０００５】
図２は、従来の磁気記録ヘッド積層構造を示す断面図である。磁気記録媒体と対向する磁気記録ヘッドの終端部を図示したものである。第１絶縁層２１、第２絶縁層２２、第３絶縁層２３及びリターンポール層３０が順に積層されており、前記第２絶縁層２２には、その断面が台形をなすスリットが形成されており、前記スリットが磁性材料で満たされて台形のメインポール１０をなしている。
【０００６】
図３Ａないし図３Ｄは、従来の磁気記録ヘッド製造方法を図示した工程図である。まず、図３Ａに示すように、第１絶縁層２１とメインポール層１０’とを順に積層し、その上に感光膜パターン８０を形成する。前記感光膜パターン８０は、所定幅を持つラインパターンであって、その幅の最小値は、前記感光膜をパターニングするフォトリソグラフィ技術によって決定される。
【０００７】
次いで、図３Ｂに示すように、前記第１絶縁層２１が露出されるまで前記メインポール層１０’をエッチングして、前記感光膜パターン８０の下にその断面が台形であるメインポール１０を形成する。この時、台形のメインポール１０はその台形の長辺側幅が前記感光膜パターン８０の幅と同一である。
【０００８】
次いで、図３Ｃに示すように、前記第１絶縁層２１上に第２絶縁層２２を形成する。前記メインポール１０の両側がいずれも埋め込まれるまで絶縁性材料を全面に蒸着し、前記台形のメインポール１０の上部に覆われた部分を前記感光膜パターンと共にリフトオフ法で除去できる。前記感光膜パターンをまずストリッパーで除去し、絶縁性材料を蒸着した後に前記メインポールの上部に覆われた部分を研磨することもできる。次いで、図３Ｄに示すように、前記メインポール１０及び第２絶縁層２２上に第３絶縁層２３を形成し、その上に磁性材料でリターンポール層３０を形成する。
【０００９】
ところが、既存のフォトリソグラフィ装備として形成できる前記感光膜パターン８０の幅の最小値は約１００ｎｍ程度にすぎない。前述したように、前記感光膜パターン８０の幅Ｗ１は台形のメインポール１０の第１面１０ｂの幅と同一であり、これは、すなわち、従来の積層構造では磁気記録媒体トラック幅Ｗ１の最小値が約１００ｎｍより小さくなれない限界に到達したことを意味する。
【００１０】
磁気記録媒体の記録密度をさらに高めるためには、トラック幅を縮めねばならず、したがって、既存の工程設備を活用しつつも台形のメインポールの幅を縮めることができる構造及びその製造方法が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、台形のメインポールの幾何学的性質を利用して既存の工程設備をそのまま活用しつつも磁気記録媒体のトラック幅を画期的に縮めることができる積層構造を備える磁気記録ヘッド及びその製造方法を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による磁気記録ヘッドは、メインポール及びリターンポールが備わった積層構造を備える磁気記録ヘッドであって、前記積層構造は、絶縁層内にその断面がほぼ台形をなして形成され、その短辺の内側に形成された第１磁性体部と長辺の内側に形成された絶縁キャップとを持つ台形の積層部と、前記台形の積層部と隣接して配置され、前記第１磁性体部と絶縁されるように形成された第２磁性体層と、を備える。
【００１３】
ここで、前記第１磁性体部は、磁気記録媒体に磁場を印加するメインポールの機能を行い、前記第２磁性体層は、印加された磁場を回帰させるリターンポールの機能を行う。前記絶縁キャップは、適正な厚さの絶縁性材料であって、前記第１磁性体部と第２磁性体層との間を絶縁させて磁気記録の安定性を高めるライトギャップとしての機能を行う。
【００１４】
また、本発明による磁気記録ヘッドの製造方法は、メインポール及びリターンポールが備わった積層構造を備える磁気記録ヘッドの製造方法であって、第１絶縁層上に第１磁性体層と絶縁キャップ層とを順に積層する工程と、前記絶縁キャップ層上に所定幅のマスクパターンを形成し、前記第１絶縁層が露出されるまで前記第１磁性体層と絶縁キャップ層とをエッチングして台形の積層部を形成する工程と、前記第１絶縁層上に絶縁性材料を蒸着して台形の積層部の周辺を埋め込む第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層上に第２磁性体層を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、台形のメインポールの幾何学的性質を利用することによって、既存の工程設備をそのまま活用しつつも磁気記録媒体のトラック幅を画期的に縮めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態による磁気記録ヘッド及びその製造方法を詳細に説明する。添付された図面で同じ符号は、同じ性質の部材または部分を示し、図示された層及び領域の厚さや幅は明細書の明確性のために誇張して表現されたものである。
【００１７】
まず、本発明の実施形態による磁気記録ヘッドを説明する。図４は、本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの積層構造を示す断面図である。合わせて、本実施形態による磁気記録ヘッドと従来の磁気記録ヘッドそれぞれによるトラック幅を互いに比較図示する。
【００１８】
図４に示すように、本実施形態による磁気ヘッドの積層構造は、第１絶縁層２１、第２絶縁層２２及び第２磁性体層３０が順に積層されており、前記第２絶縁層２２には断面が台形をなすスリットが形成されており、前記スリット中には複数の層から形成された台形の積層部１００が備わる。前記台形の積層部１００は、台形の短辺の内側に層状に形成された第１磁性体部１１０と、台形の長辺の内側にやはり層状に形成された絶縁キャップ部１２０とから形成される。すなわち、第１磁性体部１１０が台形の積層部１００の短辺側に薄層状に備わることによって、図２に図示された従来の台形のメインポール１０より小さな台形の断面を持つ。
【００１９】
特に、前記第１磁性体部１１０は、台形の断面形状の長辺に該当する第１面１１０ｂの幅がＷ２であって、前記台形の積層部１００の大きさが従来の台形のメインポール１０の大きさと同一である時、従来の台形のメインポールの第１面の幅であるＷ１より顕著に狭い。これは、台形の幾何学的性質によることであって、当業者ならば容易に理解できるであろう。このような構造的特徴により、本発明の実施形態による磁気記録ヘッドは磁気記録媒体のトラック幅を顕著に狭めることができる。
【００２０】
ここで、前記第１磁性体部１１０及び第２磁性体層３０は、電磁誘導などにより発生した外部磁場の影響を受けて磁化される軟磁性材料からなり、本実施形態による磁気記録ヘッドは、従来に一般的に使われるパーマロイ（ＮｉＦｅ）などの材料を採用できる。ただし、前記第１磁性体部１１０は、狭い断面領域に磁場が集中するメインポールとして機能を行うので、前記第２磁性体層３０に比べて飽和磁束密度、すなわち、Ｂｓ値の大きい材料で形成されたことが望ましい。
【００２１】
前記第１絶縁層２１、第２絶縁層２２及び絶縁キャップ部１２０は絶縁性材料からなり、絶縁性材料としては主にＡｌ２Ｏ３の酸化物が採用でき、従来に絶縁性材料として一般的に使われる酸化物、窒化物など多様な材料が採用できる。
【００２２】
メインポールの前記第１磁性体部１１０から印加された磁場は、磁気記録媒体の記録層（図示せず）とその下の軟磁性体層（図示せず）とを通過した後、リターンポールの前記第２磁性体層３０に回帰される。その過程で、前記記録層は、磁束密度の高い前記第１磁性体部１１０に対応する領域が上向きまたは下向きポールに磁気分極され、これによりビットデータが保存される。
【００２３】
以下では、本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法について説明する。図５Ａないし図５Ｄは、本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法を図示した工程図である。
【００２４】
まず、図５Ａに示すように、第１絶縁層２１と第１磁性体層１１０’及び絶縁キャップ層１２０’を順に積層する。積層する工程は、スパッタリング法、電気メッキ法、真空蒸発法または原子層蒸着法など既知の多様な薄膜工程技術によることができる。前記第１絶縁層２１の厚さは、前記薄膜工程技術によりナノメートル（ｎｍ）またはサブナノメートル（ｓｕｂ−ｎｍ）の単位まで自由に制御できる。前記絶縁キャップ層１２０’の厚さは磁気記録ヘッドのライトギャップに該当する。前記図５Ａでは、本発明の特徴を従来の技術と比較することによってさらに明確にするために、前記第１磁性体層１１０’と絶縁キャップ層１２０’との厚さの和を、従来技術に関する図３Ａに示すメインポール層１０’の厚さと同一に表現した。
【００２５】
次いで、絶縁キャップ層１２０’の表面に所定幅Ｗ１のマスクパターン８０を形成する。前記マスクパターン８０としては、主に感光膜ＰＲをフォトリソグラフィ法でパターニングした感光膜パターンが採用される。磁気記録媒体のトラック幅を最小化するためには、前記マスクパターン８０が、既存のフォトリソグラフィ工程技術が提供できる最小の幅を持つことが望ましい。
【００２６】
次いで、図５Ｂに示すように、積層構造の上面をエッチングする。等方性の湿式またはドライエッチング工程を利用して前記第１絶縁層２１が露出されるまで進める。一例としてウェットエッチングを行う場合、所定のエッチング液（ｅｔｃｈａｎｔ）、例えば、クエン酸ペルオキソ二硫酸塩エッチング液（Ｃｉｔｒｉｃ Ａｃｉｄｉｃ Ｐｅｒｏｘｏｄｉｓｕｌｐｈａｔｅ Ｅｔｃｈａｎｔ）を使用して絶縁キャップ層及び第１磁性体層をエッチングする。その結果、前記マスクパターン８０の下方には、その断面形状が逆台形である台形の積層部１００が形成される。一方、イオンミーリングなどの必要な操作を加えて前記のような形状の台形の積層部１００を得ることができる。
【００２７】
次いで、図５Ｃに示すように、前記第１絶縁層２１上に第２絶縁層２２を形成する。前記感光膜パターンを除去する前に、前記台形の積層部の両側がいずれも埋め込まれるまで絶縁性材料を全面に蒸着し、前記台形の積層部の上部に覆われた部分を前記感光膜パターンと共にリフトオフ法で除去できる。これと違って、前記感光膜パターンをまずストリッパーで除去した後、絶縁性材料を全面に蒸着した後に前記台形の積層部の上部に覆われた部分を研磨してもよい。
【００２８】
次いで、図５Ｄに示すように、前記台形の積層部及び前記第２絶縁層２２上に第２磁性体層３０を形成する。前記第２磁性体層３０は、磁気記録媒体にビットデータを記録する時に前記第１磁性体部１１０に比べて磁束密度を低くするために、前記第１磁性体部１１０よりその断面積を大きく形成することが望ましい。前記第２磁性体層３０をなす材料としては、前記第１磁性体部１１０をなす磁性材料より飽和磁束密度値の小さな材料を採用できる。
【００２９】
前述したように、本発明による磁気記録ヘッドの製造方法は、既存の工程設備をそのまま使用して実施できる。
【００３０】
前記で本発明による望ましい実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、磁気記録媒体に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の台形のメインポールと記録媒体のトラック幅との関係を示す概略図である。
【図２】従来の磁気記録ヘッド積層構造を示す断面図である。
【図３Ａ】従来の磁気記録ヘッド製造方法を示す工程図である。
【図３Ｂ】従来の磁気記録ヘッド製造方法を示す工程図である。
【図３Ｃ】従来の磁気記録ヘッド製造方法を示す工程図である。
【図３Ｄ】従来の磁気記録ヘッド製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの積層構造を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態による磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３３】
２１  第１絶縁層
２２  第２絶縁層
３０  第２磁性体層
１００  積層部
１１０  第１磁性体部
１１０ａ  台形の断面形状の短辺に該当する第１面
１１０ｂ  台形の断面形状の長辺に該当する第１面
１２０  絶縁キャップ部
Ｗ１  従来の台形のメインポールの第１面の幅
Ｗ２  台形の断面形状の長辺に該当する第１面の幅
【図１】
2006269048.tif 000003
【図２】
2006269048.tif 000004
【図３Ａ】
2006269048.tif 000005
【図３Ｂ】
2006269048.tif 000006
【図３Ｃ】
2006269048.tif 000007
【図３Ｄ】
2006269048.tif 000008
【図４】
2006269048.tif 000009
【図５Ａ】
2006269048.tif 000010
【図５Ｂ】
2006269048.tif 000011
【図５Ｃ】
2006269048.tif 000012
【図５Ｄ】
2006269048.tif 000013